处理机调度策略：周转时间与带权周转时间分析

"这篇文档是关于操作系统中处理机调度的课件，主要涵盖了平均带权周转时间的概念，以及各种处理机调度算法和调度层次。" 操作系统中的处理机调度是核心功能之一，它决定了如何有效地分配处理器资源给等待执行的进程。调度算法的选择直接影响系统的性能，如响应时间、吞吐量和资源利用率。 首先，平均带权周转时间是衡量调度效率的重要指标。它是系统为作业i提供服务的时间(tSi)与作业i的带权周转时间(wi)的比值，带权周转时间是作业的周转时间T与其服务时间TS的比例。周转时间是从作业提交到完成执行的时间，而带权周转时间则反映了系统的响应速度。降低平均带权周转时间可以提高用户满意度，因为它表示用户等待结果的平均时间更短。 处理机调度算法有多种，包括： 1. 先来先服务(FCFS)：按照进程到达的顺序进行调度，简单但可能导致短进程等待时间过长。 2. 短作业优先(SJF)：优先选择预计执行时间最短的进程，能有效减少平均周转时间，但可能引起长作业的饥饿问题。 3. 高优先权优先(HPF)：优先执行优先级高的进程，常用于实时系统，需防止优先级反转和优先级继承问题。 4. 时间片轮转(RR)：每个进程分配固定时间片，轮流执行，适合交互式系统，确保响应时间。 根据调度层次，操作系统有三种调度： 1. 高级调度（作业调度）：从外存的后备队列中选取作业调入内存，创建进程并放入就绪队列，执行频率较低。 2. 中级调度：管理内存与外存之间的进程交换，提高内存利用率，执行频率介于高级调度和低级调度之间。 3. 低级调度（进程调度）：决定就绪队列中哪个进程应获得处理机，执行频率最高。 调度算法的选择需要考虑以下准则： - 周转时间：希望尽可能短，以减少等待时间。 - 带权周转时间：期望平均带权周转时间小，提升系统响应性。 - 响应时间：对于交互式系统，快速响应用户请求至关重要。 - 吞吐量：单位时间内系统完成的工作量。 - 公平性：避免某些进程长时间得不到执行，导致饥饿现象。 处理机调度是一个涉及多方面因素的复杂问题，需要根据具体操作系统和应用场景选择合适的调度策略，以优化系统的整体性能。